半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法
【專利摘要】一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供襯底，所述襯底表面具有掩膜層，所述掩膜層暴露出部分襯底表面；以所述掩膜層為掩膜，刻蝕部分襯底，在所述襯底內(nèi)形成開口，相鄰開口之間的襯底形成鰭部；在所述開口內(nèi)形成填充滿所述開口的介質(zhì)層；采用回刻蝕工藝刻蝕部分所述介質(zhì)層和部分鰭部，使所述介質(zhì)層的表面低于鰭部的頂部表面，并使所述鰭部的側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜，且所述鰭部的頂部尺寸小于底部尺寸。所述形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法簡(jiǎn)單，所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)尺寸精確易控，由所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管性能改善。
【專利說(shuō)明】 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體器件朝著更高的元件密度，以及更高的集成度的方向發(fā)展。晶體管作為最基本的半導(dǎo)體器件目前正被廣泛應(yīng)用，因此隨著半導(dǎo)體器件的元件密度和集成度的提高，平面晶體管的柵極尺寸也越來(lái)越短，傳統(tǒng)的平面晶體管對(duì)溝道電流的控制能力變?nèi)?，產(chǎn)生短溝道效應(yīng)，產(chǎn)生漏電流，最終影響半導(dǎo)體器件的電學(xué)性倉(cāng)泛。
[0003]為了克服晶體管的短溝道效應(yīng)，抑制漏電流，現(xiàn)有技術(shù)提出了鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Fin FET)，請(qǐng)參考圖1，圖1是現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的立體結(jié)構(gòu)示意圖，包括:半導(dǎo)體襯底10 ;位于所述半導(dǎo)體襯底10上凸出的鰭部14 ;覆蓋所述半導(dǎo)體襯底10表面以及鰭部14側(cè)壁的一部分的介質(zhì)層11，所述介質(zhì)層11的表面低于所述鰭部14的頂部；橫跨所述鰭部14的頂部和側(cè)壁的柵極結(jié)構(gòu)12，所述柵極結(jié)構(gòu)12包括:柵介質(zhì)層、位于所述柵介質(zhì)層表面的柵電極、以及位于柵電極層和柵介質(zhì)層兩側(cè)的側(cè)墻。需要說(shuō)明的是，對(duì)于鰭式場(chǎng)效應(yīng)管，鰭部14的頂部以及兩側(cè)的側(cè)壁與柵極結(jié)構(gòu)12相接觸的部分成為溝道區(qū)，有利于增大驅(qū)動(dòng)電流，改善器件性能。
[0004]然而，隨著工藝節(jié)點(diǎn)的縮小，形成所述鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的工藝難度提高，導(dǎo)致所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管性能下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，改善所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能。
[0006]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:提供襯底，所述襯底表面具有掩膜層，所述掩膜層暴露出部分襯底表面；以所述掩膜層為掩膜，刻蝕部分襯底，在所述襯底內(nèi)形成開口，相鄰開口之間的襯底形成鰭部；在所述開口內(nèi)形成填充滿所述開口的介質(zhì)層；采用回刻蝕工藝刻蝕部分所述介質(zhì)層和部分鰭部，使所述介質(zhì)層的表面低于鰭部的頂部表面，并使所述鰭部的側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜，且所述鰭部的頂部尺寸小于底部尺寸。
[0007]可選的，在采用回刻蝕工藝刻蝕部分所述介質(zhì)層和部分鰭部之后，所述鰭部側(cè)壁與襯底表面之間的角度為70度?85度。
[0008]可選的，所述回刻蝕部分所述介質(zhì)層和部分鰭部的工藝為干法刻蝕工藝或濕法刻蝕工藝。
[0009]可選的，所述干法刻蝕工藝包括:氣體包括氟基氣體和氧基氣體，氣壓為2毫托?200毫托，功率為100瓦?1000瓦，偏置電壓為O伏?500伏。
[0010]可選的，所述濕法刻蝕工藝的刻蝕液包括氫氟酸溶液和氧化溶液，所述氧化溶液包括臭氧的水溶液、SPM、雙氧水中的一種或多種組合；其中，在所述氫氟酸溶液回刻介質(zhì)層的同時(shí)，所述氧化溶液對(duì)曝露出的鰭部表面進(jìn)行氧化，所述氫氟酸溶液去除所述被氧化的鰭部表面，從而形成頂部尺寸小于底部尺寸的鰭部。。
[0011]可選的，所述掩膜層的形成工藝包括多重圖形化工藝。
[0012]可選的，所述多重圖形化工藝包括自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化掩膜工藝、或雙重曝光工藝。
[0013]可選的，所述襯底為體襯底。
[0014]可選的，所述襯底包括半導(dǎo)體基底、以及位于所述半導(dǎo)體基底表面的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層通過(guò)選擇性外延沉積工藝形成于所述基底表面。
[0015]可選的，所述鰭部的形成工藝為:以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述半導(dǎo)體層直至暴露出半導(dǎo)體基底為止，在半導(dǎo)體層內(nèi)形成開口，相鄰開口之間的半導(dǎo)體層形成鰭部，所述鰭部位于半導(dǎo)體基底表面。
[0016]可選的，所述介質(zhì)層的形成工藝為:采用沉積工藝在開口內(nèi)以及掩膜層表面形成填充滿開口的介質(zhì)薄膜；采用拋光工藝去除高于掩膜層表面的介質(zhì)薄膜。
[0017]可選的，還包括:在采用回刻蝕工藝刻蝕部分所述介質(zhì)層和部分鰭部之后，去除所述掩膜層；在去除所述掩膜層之后，在所述鰭部表面形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)橫跨于所述鰭部的側(cè)壁和頂部表面，所述柵極結(jié)構(gòu)包括:柵介質(zhì)層、位于柵介質(zhì)層表面的柵電極層、以及位于柵介質(zhì)層和柵電極層兩側(cè)的側(cè)壁。
[0018]可選的，所述柵介質(zhì)層的材料為氧化硅，所述柵電極層的材料為多晶硅。
[0019]可選的，所述柵極結(jié)構(gòu)的形成方法包括:在所述鰭部的側(cè)壁和頂部表面形成柵介質(zhì)薄膜；在所述柵介質(zhì)薄膜表面形成柵電極薄膜；刻蝕部分柵電極薄膜和柵介質(zhì)薄膜，直至暴露出鰭部的側(cè)壁和頂部表面，形成柵電極層和柵介質(zhì)層；在柵電極層和柵介質(zhì)層兩側(cè)的鰭部側(cè)壁和頂部表面形成側(cè)墻。
[0020]可選的，在形成側(cè)墻之后，采用離子注入工藝在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)。
[0021]可選的，所述柵介質(zhì)層的材料為高K介質(zhì)材料，所述柵電極層的材料為金屬。
[0022]可選的，所述柵極結(jié)構(gòu)的形成方法包括:在所述鰭部的側(cè)壁和頂部表面形成偽柵極薄膜；刻蝕部分偽柵極薄膜，直至暴露出鰭部的側(cè)壁和頂部表面，形成偽柵極層；在偽柵極薄膜兩側(cè)的鰭部側(cè)壁和頂部表面形成側(cè)墻；在介質(zhì)層和鰭部表面形成絕緣層，所述絕緣層的表面與偽柵極層的表面齊平；去除所述偽柵極層，在絕緣層內(nèi)形成溝槽；在所述溝槽內(nèi)形成柵介質(zhì)層；在柵介質(zhì)層表面形成柵電極層。
[0023]可選的，還包括:在形成側(cè)墻之后，形成絕緣層之前，采用離子注入工藝在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0025]所述回刻蝕工藝能夠在減少介質(zhì)層厚度的同時(shí)，對(duì)鰭部的側(cè)壁進(jìn)行刻蝕，從而使所述鰭部的側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜，減少介質(zhì)層厚度和使鰭部的側(cè)壁傾斜能夠在同一工藝步驟中完成，能夠簡(jiǎn)化鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成工藝。由于所形成的鰭部側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜，且鰭部的頂部尺寸小于底部尺寸，在后續(xù)形成柵極結(jié)構(gòu)時(shí)，不易在鰭部的側(cè)壁表面殘留柵介質(zhì)層和柵電極層的材料，因此所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能穩(wěn)定。而且，由于所形成的鰭部側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜，且鰭部的頂部尺寸小于底部尺寸，使相鄰鰭部之間的開口頂部尺寸大于底部尺寸，則后續(xù)在用于形成柵極結(jié)構(gòu)的材料容易進(jìn)入所述溝槽底部，且所述用于形成柵極結(jié)構(gòu)的材料不易在溝槽頂部的側(cè)壁表面堆積，使形成于鰭部側(cè)壁和頂部表面的柵極結(jié)構(gòu)尺寸均勻，從而保證了所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能良好。
[0026]進(jìn)一步，回刻蝕部分所述介質(zhì)層和部分鰭部的工藝為干法刻蝕工藝，所述干法刻蝕工藝的氣體包括氟基氣體和氧基氣體，因此所述干法刻蝕工藝刻蝕介質(zhì)層的速率與刻蝕鰭部的速率之間的刻蝕選擇比較低，所述干法刻蝕工藝能夠同時(shí)對(duì)介質(zhì)層和鰭部進(jìn)行刻蝕，從而在減小介質(zhì)層厚度的同時(shí)，刻蝕所述鰭部被裸露出的側(cè)壁，而且，越靠近鰭部頂部的側(cè)壁越早被暴露，則受到刻蝕的時(shí)間越長(zhǎng)，從而能夠使干法刻蝕后的鰭部側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜。
[0027]進(jìn)一步，回刻蝕部分所述介質(zhì)層和部分鰭部的工藝為濕法刻蝕工藝，所述濕法刻蝕工藝的刻蝕液包括氫氟酸和臭氧，因此所述濕法刻蝕工藝刻蝕介質(zhì)層的速率與刻蝕鰭部的速率之間的刻蝕選擇比較低，所述濕法刻蝕工藝能夠同時(shí)對(duì)介質(zhì)層和鰭部進(jìn)行刻蝕，從而在減小介質(zhì)層厚度的同時(shí)，能夠?qū)λ鲻挷勘宦懵兜膫?cè)壁表面進(jìn)行刻蝕，而且，越靠近鰭部頂部的側(cè)壁越早被暴露且受到刻蝕的時(shí)間越長(zhǎng)，從而能夠使?jié)穹涛g后的鰭部側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2至圖9是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的工藝難度較高，所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管性能不良。
[0031]隨著工藝節(jié)點(diǎn)的縮小，所述鰭部的尺寸以及相鄰鰭部之間的距離也相應(yīng)縮小，導(dǎo)致形成于鰭部的側(cè)壁和頂部表面的柵介質(zhì)層和柵電極層的質(zhì)量變差。請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，現(xiàn)有技術(shù)在鰭部表面形成柵極結(jié)構(gòu)的方法包括:采用沉積工藝在介質(zhì)層11表面、以及鰭部14的側(cè)壁和頂部表面形成柵介質(zhì)薄膜；在所述柵介質(zhì)薄膜表面形成柵電極薄膜；采用各向異性的干法刻蝕工藝刻蝕部分柵電極薄膜和柵介質(zhì)薄膜直至暴露出鰭部14的頂部和側(cè)壁表面、以及介質(zhì)層11表面，形成橫跨于所述鰭部14表面的柵介質(zhì)層、以及柵介質(zhì)層表面的柵電極層；采用沉積工藝在介質(zhì)層11表面、鰭部14的側(cè)壁和頂部表面、柵介質(zhì)層和柵電極層表面形成側(cè)墻薄膜；采用會(huì)回刻蝕工藝刻蝕所述側(cè)墻薄膜，直至暴露出介質(zhì)層11表面、鰭部14的側(cè)壁和頂部表面，在柵介質(zhì)層和柵電極層兩側(cè)形成側(cè)墻。
[0032]然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，鰭部往往通過(guò)對(duì)體襯底(Bulk Wafer)或絕緣體上半導(dǎo)體(SOI, Semiconductor On Insulator)襯底進(jìn)行各向異性的干法刻蝕而形成,所形成的鰭部的側(cè)壁垂直于襯底表面。當(dāng)采用各向異性的干法刻蝕工藝刻蝕柵電極薄膜和柵介質(zhì)薄膜，以形成柵介質(zhì)層和柵電極層時(shí)，由于鰭部的側(cè)壁垂直于襯底表面，受到投影效應(yīng)(ShadowEffect)的影響，容易在鰭部的側(cè)壁表面殘留柵介質(zhì)薄膜、柵電極薄膜的材料，導(dǎo)致所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管容易發(fā)生漏電，使所述鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能不穩(wěn)定。
[0033]其次，隨著工藝節(jié)點(diǎn)的縮小，相鄰鰭部之間構(gòu)成的溝槽的深寬比(AR，AspectRat1)也相應(yīng)增大，當(dāng)采用沉積工藝形成柵介質(zhì)薄膜和柵電極薄膜時(shí)，所述柵介質(zhì)薄膜或所述柵電極薄膜的材料難以進(jìn)入所述溝槽底部，容易使形成于介質(zhì)層表面、或形成于鰭部靠近介質(zhì)層的部分側(cè)壁表面的柵介質(zhì)薄膜或柵電極薄膜厚度較薄，而位于靠近鰭部頂部的部分側(cè)壁表面的柵介質(zhì)薄膜或電極薄膜厚度較厚，導(dǎo)致所形成的柵介質(zhì)層或柵電極層厚度不均勻。此外，當(dāng)需要形成如圖1所示的柵極結(jié)構(gòu)，則所述柵電極薄膜需要填充滿鰭部之間的溝槽，當(dāng)所述溝槽的深寬比較大時(shí)，由于柵介質(zhì)薄膜或柵電極薄膜的材料容易在溝槽頂部的側(cè)壁表面堆積，使溝槽過(guò)早閉合，導(dǎo)致所形成的柵電極薄膜內(nèi)還容易形成空隙(void)。因此，現(xiàn)有技術(shù)使所形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管性能不穩(wěn)定。
[0034]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:提供襯底，所述襯底表面具有掩膜層，所述掩膜層暴露出部分襯底表面；以所述掩膜層為掩膜，刻蝕部分襯底，在所述襯底內(nèi)形成開口，相鄰開口之間的襯底形成鰭部；在所述開口底部的表面形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的表面與所述掩膜層的表面齊平；采用回刻蝕工藝刻蝕部分所述介質(zhì)層和部分鰭部，使所述介質(zhì)層的表面低于鰭部的頂部表面，并使所述鰭部的側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜，且所述鰭部的頂部尺寸小于底部尺寸。所述回刻蝕工藝能夠在減少介質(zhì)層厚度的同時(shí)，對(duì)鰭部的側(cè)壁進(jìn)行刻蝕，從而使所述鰭部的側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜，減少介質(zhì)層厚度和使鰭部的側(cè)壁傾斜能夠在同一工藝步驟中完成，能夠簡(jiǎn)化鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成工藝。由于所形成的鰭部側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜，且鰭部的頂部尺寸小于底部尺寸，在后續(xù)形成柵極結(jié)構(gòu)時(shí)，不易在鰭部的側(cè)壁表面殘留柵介質(zhì)層和柵電極層的材料，因此所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能穩(wěn)定。而且，由于所形成的鰭部側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜，且鰭部的頂部尺寸小于底部尺寸，使相鄰鰭部之間的開口頂部尺寸大于底部尺寸，則后續(xù)在用于形成柵極結(jié)構(gòu)的材料容易進(jìn)入所述溝槽底部，且所述用于形成柵極結(jié)構(gòu)的材料不易在溝槽頂部的側(cè)壁表面堆積，使形成于鰭部側(cè)壁和頂部表面的柵極結(jié)構(gòu)尺寸均勻，從而保證了所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能良好。
[0035]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0036]圖2至圖9是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]請(qǐng)參考圖2，提供襯底200，所述襯底200表面具有掩膜層201，所述掩膜層201暴露出部分襯底200表面。
[0038]所述襯底200為后續(xù)工藝提供了工作平臺(tái)。本實(shí)施例中，所述襯底200為體襯底(Bulk Wafer)，所述體襯底包括硅襯底、鍺襯底、硅鍺襯底或碳化硅襯底，后續(xù)通過(guò)刻蝕部分所述體襯底形成鰭部。所述體襯底的價(jià)格低廉，使用所述體襯底有利于降低工藝成本；而且，直接通過(guò)刻蝕所述體襯底形成鰭部能夠使工藝簡(jiǎn)化。采用體襯底形成鰭部之后,需要在相鄰鰭部之間的開口內(nèi)形成介質(zhì)層，且所述介質(zhì)層的表面低于鰭部頂部表面，所述介質(zhì)層用于隔離相鄰鰭部。
[0039]在另一實(shí)施例中，所述襯底包括半導(dǎo)體基底、以及形成于所述半導(dǎo)體基底表面的半導(dǎo)體層。所述半導(dǎo)體基底包括硅襯底、硅鍺襯底、碳化硅襯底、絕緣體上硅襯底、絕緣體上鍺襯底、玻璃襯底或II1-V族化合物襯底，例如氮化鎵襯底或砷化鎵襯底等，所述半導(dǎo)體基底的選擇不受限制，能夠選取適于工藝需求或易于集成的半導(dǎo)體基底。所述半導(dǎo)體層的材料為硅、鍺、碳化硅或硅鍺，所述半導(dǎo)體層的形成工藝為選擇性外延沉積工藝，后續(xù)通過(guò)刻蝕所述半導(dǎo)體層以形成鰭部，則所形成的鰭部的材料不受限制，能夠滿足特定的工藝需求，且所述半導(dǎo)體層的厚度能夠控制，從而控制所形成的鰭部的高度。當(dāng)通過(guò)刻蝕所述半導(dǎo)體層形成鰭部之后，需要在半導(dǎo)體基底表面形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的表面低于鰭部的頂部，所述介質(zhì)層用于隔離相鄰鰭部。
[0040]所述掩膜層201的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或無(wú)定形碳。由于后續(xù)在以所述掩膜層201為掩膜形成鰭部之后，需要縮小所述掩膜層201的尺寸，以便于后續(xù)能夠以縮小尺寸的掩膜層為掩膜，采用具有方向性的刻蝕工藝對(duì)鰭部暴露出的表面進(jìn)行刻蝕，使鰭部的側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面傾斜，因此需要保證在后續(xù)縮小尺寸的掩膜層201仍舊具有足夠厚度以進(jìn)行具有方向性的刻蝕工藝；本實(shí)施例中，所述掩膜層201的厚度為10納米?50納米。
[0041]所述掩膜層201的形成工藝包括多重圖形化工藝，采用所述多重圖形化工藝能夠在保證所形成的掩膜層201的尺寸精確度的情況下，使所述掩膜層201的尺寸、以及相鄰掩膜層201之間的距離縮??；因此后續(xù)形成的鰭部尺寸精確，且所述鰭部的尺寸、以及相鄰鰭部之間的距離縮小，有利于在保證所形成鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能穩(wěn)定的情況下，進(jìn)一步縮小器件尺寸、提高芯片集成度。所述多重圖形化工藝包括自對(duì)準(zhǔn)多重圖形化掩膜工藝、或雙重曝光工藝；所述對(duì)準(zhǔn)多重圖形化掩膜工藝包括自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化(Self-aligned DoublePatterned, SaDP)工藝、自對(duì)準(zhǔn)三重圖形化(Self-aligned Triple Patterned)工藝、或自對(duì)準(zhǔn)四重圖形化(Self-aligned Double Double Patterned, SaDDP)工藝；所述雙重曝光工藝包括 LELE (Litho-Etch-Litho-Etch)工藝、或 LLE (Litho-Litho-Etch)工藝。
[0042]在一實(shí)施例中，所述掩膜層201的形成工藝為自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化工藝，包括:在襯底200表面沉積犧牲薄膜；在所述犧牲薄膜表面形成圖形化的光刻膠層；以所述光刻膠層為掩膜，刻蝕所述犧牲薄膜直至暴露出襯底200表面為止，形成犧牲層，并去除光刻膠層；在襯底200和犧牲層表面沉積掩膜薄膜；回刻蝕所述掩膜薄膜直至暴露出犧牲層和襯底200表面為止，在犧牲層兩側(cè)的襯底200表面形成掩膜層201 ;在回刻蝕工藝之后，去除犧牲層。
[0043]在另一實(shí)施例中，所述掩膜層201的形成工藝為L(zhǎng)ELE工藝，包括:在襯底200表面沉積掩膜薄膜；在所述掩膜薄膜表面形成圖形化的第一光刻膠層；以所述第一光刻膠層為掩膜，第一次刻蝕所述掩膜薄膜直至暴露出襯底200表面為止；在第一次刻蝕工藝之后，去除第一光刻膠層，并在襯底200表面和部分掩膜薄膜表面形成圖形化的第二光刻膠層，所述光刻膠層暴露出部分掩膜薄膜表面；以所述第二光刻膠層為掩膜，第二次刻蝕所述掩膜薄膜直至暴露出襯底200表面為止，形成掩膜層201 ;在形成掩膜層201之后，去除第二光刻膠層。
[0044]請(qǐng)參考圖3，以所述掩膜層201為掩膜，刻蝕部分襯底200，在所述襯底200內(nèi)形成開口 202，相鄰開口 202之間的襯底形成鰭部203。
[0045]在本實(shí)施例中，所述襯底200為體襯底，所述鰭部的形成工藝為:以所述掩膜層201為掩膜，采用各向異性的干法刻蝕工藝刻蝕所述體襯底，在所述體襯底內(nèi)形成開口202，而相鄰開口 202之間的體襯底形成鰭部203。
[0046]本實(shí)施例中，所述體襯底為硅襯底，形成所述鰭部203的各向異性的干法刻蝕工藝包括:刻蝕氣體包括氯氣和溴化氫中的一種或兩種組合，所述化氫的流量為200標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘?800標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘，氯氣的流量為20標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘?100標(biāo)準(zhǔn)暈升/分鐘，此外刻蝕氣體中還包括惰性氣體，惰性氣體的流量為50標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘?1000標(biāo)準(zhǔn)毫升/分鐘，刻蝕腔室的壓力為2暈托?200暈托，偏置電壓大于10伏，偏置功率大于100瓦。
[0047]在另一實(shí)施例中，所述襯底包括半導(dǎo)體基底、以及形成于所述半導(dǎo)體基底表面的半導(dǎo)體層，所述鰭部的形成工藝為:以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述半導(dǎo)體層直至暴露出半導(dǎo)體基底為止，在半導(dǎo)體層內(nèi)形成開口，相鄰開口之間的半導(dǎo)體層形成鰭部，所述鰭部位于半導(dǎo)體基底表面。所述刻蝕半導(dǎo)體層的工藝為各向異性的干法刻蝕工藝，刻蝕氣體以及氣體流量根據(jù)所述半導(dǎo)體層的具體材料而定，刻蝕腔室的壓力為2毫托?200毫托，偏置電壓大于10伏，偏置功率大于100瓦。所形成的鰭部高度即所述半導(dǎo)體層的厚度，因此所述鰭部的高度能夠通過(guò)形成所述半導(dǎo)體層的工藝精確控制，有利于使所形成的器件性能穩(wěn)定。
[0048]需要說(shuō)明的是，在形成鰭部203之后，能夠進(jìn)行熱退火工藝，以消除鰭部203表面或內(nèi)部的缺陷，使所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的溝道區(qū)性能良好，所述熱退火工藝的溫度為900攝氏度?1100攝氏度，退火氣體為氫氣或氦氣。
[0049]為了使鰭部203的底部的尺寸、以及相鄰鰭部203之間的開口 202底部的尺寸與掩膜層201所定義的圖形一致，以保證所形成的鰭部203的尺寸、以及相鄰鰭部203之間的距離精確，形成鰭部203的各向異性的干法刻蝕工藝使鰭部203側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面垂直。
[0050]然而，若鰭部203的側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面垂直，當(dāng)后續(xù)形成柵介質(zhì)層和柵電極層之后，容易在鰭部203的側(cè)壁表面殘留柵介質(zhì)薄膜、柵電極薄膜的材料。而且，隨著工藝節(jié)點(diǎn)的縮小，所述開口 202的深寬比相應(yīng)增大，容易導(dǎo)致后續(xù)所形成的柵介質(zhì)層或柵電極層厚度不均勻，甚至使柵電極層內(nèi)產(chǎn)生空隙，導(dǎo)致所形成的器件性能不穩(wěn)定。此外，由于工藝節(jié)點(diǎn)的縮小，所形成的鰭部203平行于襯底200表面方向的寬度尺寸也相應(yīng)縮小，當(dāng)所述鰭部203的側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面垂直時(shí)，所述鰭部203的穩(wěn)定性較差，容易在后續(xù)工藝中發(fā)生倒塌。
[0051]因此，后續(xù)工藝使所述鰭部203的側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面傾斜，以改善所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能。
[0052]當(dāng)所述襯底200為體襯底時(shí)，或所述襯底200包括半導(dǎo)體基底和半導(dǎo)體層時(shí)，在形成鰭部之后,需要在襯底200表面形成介質(zhì)層，且所述介質(zhì)層210的表面低于鰭部203的頂部，所述介質(zhì)層210用于隔離相鄰鰭部203，并用于隔離后續(xù)形成的柵極結(jié)構(gòu)和襯底200，使柵極結(jié)構(gòu)僅與鰭部203的側(cè)壁和頂部表面接觸，即位于柵極結(jié)構(gòu)底部的溝道區(qū)僅位于鰭部203內(nèi)。因此，本實(shí)施例后續(xù)在回刻蝕以減薄介質(zhì)層210厚度的同時(shí)，對(duì)鰭部203的側(cè)壁進(jìn)行刻蝕，使回刻蝕工藝之后的鰭部203的側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面傾斜。
[0053]請(qǐng)參考圖4，在所述開口 202 (如圖3所示)內(nèi)形成填充滿所述開口 202的介質(zhì)層210。
[0054]所述介質(zhì)層210的形成工藝為:采用化學(xué)氣相沉積工藝在開口 202內(nèi)以及掩膜層201表面形成填充滿開口 202的介質(zhì)薄膜，所述介質(zhì)薄膜的材料為氧化硅、氮化硅或氮氧化硅；采用化學(xué)機(jī)械拋光工藝去除高于掩膜層201表面的介質(zhì)薄膜，形成介質(zhì)層210。在本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層210的材料為氧化硅。
[0055]在經(jīng)過(guò)拋光工藝之后，所述介質(zhì)層210的表面平坦，相應(yīng)的，后續(xù)經(jīng)過(guò)回刻蝕工藝之后的介質(zhì)層210表面也能夠保持平坦，則有利于后續(xù)形成于介質(zhì)層210和鰭部203表面的柵極結(jié)構(gòu)的尺寸精確易控。對(duì)于所需形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)說(shuō)，后續(xù)形成的柵極結(jié)構(gòu)位于鰭部的頂部和部分側(cè)壁表面，位于柵極結(jié)構(gòu)底部的鰭部?jī)?nèi)能夠形成溝道區(qū)，所形成的器件尺寸縮小而性能提高。
[0056]請(qǐng)參考圖5，采用回刻蝕工藝刻蝕部分所述介質(zhì)層210和部分鰭部203，使所述介質(zhì)層210的表面低于鰭部203的頂部表面，并使所述鰭部203的側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面傾斜，且所述鰭部203的頂部尺寸小于底部尺寸。
[0057]所述回刻蝕工藝用于減薄所述介質(zhì)層210的厚度，使回刻蝕后的介質(zhì)層210的表面低于鰭部203表面，使后續(xù)形成的柵極結(jié)構(gòu)能夠位于鰭部203的側(cè)壁和頂部表面。所述回刻蝕工藝在刻蝕部分介質(zhì)層210的同時(shí)，還能夠?qū)挷?03的側(cè)壁進(jìn)行刻蝕，使所述鰭部203側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面傾斜；。本實(shí)施例中，所述鰭部203側(cè)壁與襯底200表面之間的角度為70度?85度。所述回刻蝕工藝為濕法刻蝕工藝或干法刻蝕工藝。
[0058]本實(shí)施例中，所述回刻蝕部分所述介質(zhì)層210和部分鰭部203的工藝為濕法刻蝕工藝。由于所述介質(zhì)層210的材料為氧化硅，所述濕法刻蝕工藝的刻蝕液包括氫氟酸溶液和氧化溶液。其中，所述氫氟酸溶液用于對(duì)氧化硅進(jìn)行刻蝕，即能夠?qū)λ鼋橘|(zhì)層210進(jìn)行刻蝕；在所述氫氟酸溶液中，水和氫氟酸的體積比為100:1?1000:1,溫度為20攝氏度?50攝氏度。所述氧化溶液用于在鰭部203的側(cè)壁表面形成氧化硅層，所形成的氧化硅層能夠被氫氟酸溶液刻蝕去除，從而實(shí)現(xiàn)在所述濕法刻蝕過(guò)程中對(duì)鰭部210的側(cè)壁進(jìn)行刻蝕，在所述臭氧的水溶液中，臭氧的質(zhì)量濃度范圍為20ppm?lOOppm，溫度為20攝氏度?50攝氏度。此外，除了采用臭氧的水溶液在鰭部203的側(cè)壁表面形成氧化硅層，還能夠采用SPM(硫酸和雙氧水的混合溶液)或雙氧水對(duì)鰭部203的側(cè)壁進(jìn)行氧化。在所述氫氟酸溶液回刻介質(zhì)層210的同時(shí)，所述氧化溶液對(duì)曝露出的鰭部203表面進(jìn)行氧化，所述氫氟酸溶液去除所述被氧化的鰭部203表面，從而形成頂部尺寸小于底部尺寸的鰭部203。
[0059]具體的，在所述濕法刻蝕工藝過(guò)程中，氫氟酸溶液逐漸減薄介質(zhì)層210的厚度，并逐漸暴露出鰭部203的側(cè)壁表面；而所述氧化溶液能夠?qū)λ鲻挷?03被暴露的表面進(jìn)行氧化，消耗鰭部203被暴露表面的部分材料以形成氧化娃層,所述氧化娃層同樣能夠被氫氟酸溶液去除，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鰭部203的側(cè)壁進(jìn)行刻蝕。而且，由于氫氟酸溶液逐漸減薄介質(zhì)層210，因此，鰭部203的側(cè)壁自頂部向底部逐漸被暴露出，而越靠近鰭部203頂部的側(cè)壁表面被暴露的越早，則越靠近鰭部203頂部的側(cè)壁表面被氧化溶液氧化的厚度越多，因此越靠近鰭部203頂部的側(cè)壁被刻蝕的厚度越多，從而能夠在回刻蝕介質(zhì)層210至所需厚度的同時(shí)，使鰭部203的側(cè)壁能夠相對(duì)于襯底200表面傾斜，且鰭部203頂部的尺寸小于底部的尺寸。
[0060]在本實(shí)施例中，掩膜層201的材料為氮化硅，所述濕法刻蝕工藝對(duì)掩膜層201的刻蝕速率較低，因此所述濕法刻蝕工藝不會(huì)小所述掩膜層201的尺寸。此外，所述鰭部203相對(duì)于襯底200表面傾斜的角度能夠通過(guò)控制刻蝕液中氫氟酸溶液的濃度、氧化溶液的濃度、氫氟酸溶液和氧化溶液的比例、以及刻蝕時(shí)間進(jìn)行精確控制，因此在所述濕法刻蝕工藝之后，所述鰭部203的頂部尺寸精確，且鰭部203相對(duì)于襯底200表面傾斜的角度精確。
[0061]需要說(shuō)明的是，在所述濕法刻蝕過(guò)程中，所述氫氟酸溶液和氧化溶液同時(shí)通入進(jìn)行刻蝕。此外，還能夠首先通入氫氟酸溶液直至暴露部分鰭部203的側(cè)壁，再通入氧化溶液對(duì)鰭部203暴露出的側(cè)壁進(jìn)行氧化，之后繼續(xù)依次重復(fù)通入氫氟酸溶液和氧化溶液若干次，直至介質(zhì)層210達(dá)到縮小厚度，且鰭部203的側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面傾斜。
[0062]在另一實(shí)施例中，請(qǐng)參考圖9，所述回刻蝕部分所述介質(zhì)層210和部分鰭部203的工藝為干法刻蝕工藝。
[0063]所述干法刻蝕工藝包括:氣體包括氟基氣體和氧基氣體，氣壓為2毫托?200毫托，功率為100瓦?1000瓦，偏置電壓為O伏?500伏，。其中，所述氟基氣體包括碳氟氣體，例如CF4、CHF3、C4F8、CH2F2中的一種或多種，所述氟基氣體用于在掩膜層201和鰭部203被暴露出的側(cè)壁表面形成聚合物層；氧基氣體包括氧氣；此外，所述干法刻蝕工藝中的氣體還包括用于刻蝕鰭部203的氣體、以及載氣；所述用于刻蝕鰭部203的氣體包括溴化氫(當(dāng)鰭部203的材料為硅時(shí))，從而能夠使刻蝕介質(zhì)層210的速率與刻蝕鰭部203的速率之間的刻蝕選擇比較??；所述載氣包括氬氣。
[0064]隨著刻蝕工藝的進(jìn)行，所述介質(zhì)層210受到刻蝕氣體的轟擊而逐漸減薄，隨著是介質(zhì)層210的厚度減小，所述掩膜層201和鰭部203的側(cè)壁被逐漸暴露出，而所述氟基氣體能夠在所述掩膜層201和鰭部203被暴露出的側(cè)壁表面形成聚合物層。
[0065]在所述干法刻蝕過(guò)程中，由于氧氣能夠消耗聚合物層，氧氣的等離子體向掩膜層201表面繼續(xù)轟擊，能夠使掩膜層201和鰭部203側(cè)壁表面的聚合物層自掩膜層201表面至鰭部203底部逐漸被去除，使掩膜層201和鰭部203側(cè)壁表面自掩膜層201表面至鰭部203底部逐漸被暴露，而掩膜層201和鰭部203暴露出的表面會(huì)受到氣體轟擊，從而使掩膜層201和鰭部203的側(cè)壁表面被刻蝕。因此越靠近鰭部203頂部的表面暴露出的時(shí)間越長(zhǎng)，則被刻蝕時(shí)間越長(zhǎng)，被刻蝕量越大，從而能夠使所形成鰭部203的側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面傾斜。本實(shí)施例中，由于掩膜層201的側(cè)壁首先受到轟擊，因此所述掩膜層201的側(cè)壁與鰭部203的側(cè)壁保持齊平，所述掩膜層201的側(cè)壁也相對(duì)于襯底200表面傾斜。
[0066]在所述干法刻蝕工藝中，能夠通過(guò)調(diào)節(jié)刻蝕氣體之間的比例、刻蝕氣體的等離子體的轟擊角度、刻蝕腔內(nèi)的氣壓、以及偏置電壓和偏置功率等參數(shù)能夠精確控制所形成的鰭部203側(cè)壁與襯底200表面之間的角度。而且，所述鰭部203的頂部尺寸也能夠通過(guò)調(diào)整所述干法刻蝕工藝的參數(shù)精確控制，因此，經(jīng)過(guò)所述具有方向性的刻蝕工藝之后，所述鰭部203的頂部尺寸也能保證精確。具體的，通過(guò)調(diào)節(jié)碳氟氣體和氧氣的比例，能夠控制所形成的控制所形成的鰭部203側(cè)壁與襯底200表面之間的角度。本實(shí)施例中,刻蝕氣體的單位體積內(nèi)，氧原子摩爾量與氟離子摩爾量之間的比值為0.05?0.5，能夠使刻蝕后的鰭部203側(cè)壁與襯底200表面的角度為70度?85度。
[0067]此外，還能夠通過(guò)控制氣體轟擊的方向、刻蝕腔的氣壓、或偏置電壓，也能控制所形成的鰭部203的側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面傾斜。
[0068]請(qǐng)參考圖6，在采用回刻蝕工藝刻蝕部分所述介質(zhì)層210和部分鰭部203之后，去除所述掩膜層201 (如圖5或圖9所示);在去除所述掩膜層201之后，在所述介質(zhì)層210表面、以及鰭部203的側(cè)壁和頂部表面形成柵介質(zhì)薄膜204 ;在所述柵介質(zhì)薄膜204表面形成柵電極薄膜205。
[0069]在本實(shí)施例中，所述柵介質(zhì)薄膜204的材料為氧化硅，所述柵電極薄膜的材料為多晶硅，所述柵介質(zhì)薄膜204和柵電極薄膜205的形成工藝為化學(xué)氣相沉積工藝；在本實(shí)施例中，在采用化學(xué)氣相沉積工藝形成柵電極薄膜205之后，對(duì)所述柵電極薄膜205進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝，使所述柵電極薄膜205表面平坦。
[0070]由于所形成的鰭部203的側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面傾斜，且鰭部203的頂部尺寸小于底部尺寸，使相鄰鰭部203之間的開口 202 (如圖5所示)的頂部尺寸大于底部尺寸，則所述柵介質(zhì)薄膜204或柵電極薄膜205的材料易于進(jìn)入所述開口 202底部，且所述柵介質(zhì)薄膜204或柵電極薄膜205的材料不易在開口 202頂部的側(cè)壁表面堆積，因此所形成的柵介質(zhì)薄膜204或柵電極薄膜205的厚度均勻，從而保證了所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能良好。在另一實(shí)施例中，所述柵電極薄膜需要填充滿所述開口，所述開口不易過(guò)早閉合，則所形成的柵電極薄膜內(nèi)部致密，有利于使所形成的器件性能改善。
[0071]在其他實(shí)施例中，后續(xù)形成的柵極結(jié)構(gòu)為高K金屬柵極(HKMG)結(jié)構(gòu)，則所述柵極結(jié)構(gòu)的形成工藝為后柵工藝(Gate Last)，在當(dāng)前步驟中，在介質(zhì)層210表面、以及鰭部203的側(cè)壁和頂部表面沉積偽柵極薄膜，所述偽柵極薄膜包括多晶硅層。
[0072]請(qǐng)參考圖7和圖8，圖8是圖7沿AA’線方向的剖視圖，刻蝕部分柵電極薄膜205(如圖6所示)和柵介質(zhì)薄膜204 (如圖6所示)，直至暴露出介質(zhì)層210表面、以及鰭部203的側(cè)壁和頂部表面，形成柵電極層205a和柵介質(zhì)層204a ;在所述柵電極層205a和柵介質(zhì)層204a兩側(cè)的介質(zhì)層210表面、以及鰭部203的側(cè)壁和頂部表面形成側(cè)墻206，即在所述鰭部203表面形成柵極結(jié)構(gòu)(未標(biāo)示)，所述柵極結(jié)構(gòu)橫跨于所述鰭部203的側(cè)壁和頂部表面。
[0073]所述刻蝕柵電極薄膜205和柵介質(zhì)薄膜204的工藝為各向異性的干法刻蝕工藝，由于投影效應(yīng)的影響，所述柵電極薄膜205或柵介質(zhì)薄膜204的材料容易殘留在垂直于襯底200薄膜方向的表面上。而在本實(shí)施例中，由于鰭部203的側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面傾斜，且鰭部203的頂部尺寸小于底部尺寸，因此在所述各向異性的干法刻蝕工藝中，所述鰭部203側(cè)壁表面的柵電極薄膜205和柵介質(zhì)薄膜204容易被去除，因此所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能穩(wěn)定。
[0074]所述側(cè)墻206的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一種或多種組合，所述側(cè)墻206的形成工藝包括:在所述柵電極層205a、柵介質(zhì)層204a和鰭部203表面形成側(cè)墻薄膜；回刻蝕所述側(cè)墻薄膜直至暴露出柵電極層205a表面、以及鰭部203的側(cè)壁和頂部表面，在柵電極層205a和柵介質(zhì)層204a兩側(cè)的鰭部203側(cè)壁和頂部表面形成側(cè)墻206。需要說(shuō)明的是，在形成側(cè)墻206之后，采用離子注入工藝在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部203內(nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)。
[0075]在另一實(shí)施例中，所述柵極結(jié)構(gòu)需要形成高K金屬柵極結(jié)構(gòu)，且在前序步驟中，在介質(zhì)層表面、以及鰭部的側(cè)壁和頂部表面形成偽柵極薄膜，則刻蝕部分偽柵極薄膜，直至暴露出介質(zhì)層表面、以及鰭部的側(cè)壁和頂部表面，形成偽柵極層，所述偽柵極層橫跨于鰭部的側(cè)壁和頂部表面；在所述偽柵極層兩側(cè)的介質(zhì)層表面、以及鰭部的側(cè)壁和頂部表面形成側(cè)墻。之后再介質(zhì)層表面、鰭部的側(cè)壁和頂部表面形成絕緣層，所述絕緣層的表面與偽柵極層的表面齊平；去除偽柵極層，在絕緣層內(nèi)形成溝槽；在所述溝槽內(nèi)形成高K介質(zhì)層、以及位于高K介質(zhì)層表面的金屬柵極層。需要說(shuō)明的是，在形成側(cè)墻之后，形成絕緣層之前，采用離子注入工藝在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)。
[0076]本實(shí)施例中，所述回刻蝕工藝能夠在減少介質(zhì)層厚度的同時(shí)，對(duì)鰭部的側(cè)壁進(jìn)行刻蝕，從而使所述鰭部的側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜，減少介質(zhì)層厚度和使鰭部的側(cè)壁傾斜能夠在同一工藝步驟中完成，能夠簡(jiǎn)化鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的形成工藝。由于所形成的鰭部側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜，且鰭部的頂部尺寸小于底部尺寸，在后續(xù)形成柵極結(jié)構(gòu)時(shí)，不易在鰭部的側(cè)壁表面殘留柵介質(zhì)層和柵電極層的材料，因此所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)管的性能穩(wěn)定。而且，由于所形成的鰭部側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜，且鰭部的頂部尺寸小于底部尺寸，使相鄰鰭部之間的開口頂部尺寸大于底部尺寸，則后續(xù)在用于形成柵極結(jié)構(gòu)的材料容易進(jìn)入所述溝槽底部，且所述用于形成柵極結(jié)構(gòu)的材料不易在溝槽頂部的側(cè)壁表面堆積，使形成于鰭部側(cè)壁和頂部表面的柵極結(jié)構(gòu)尺寸均勻，從而保證了所形成的鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能良好。
[0077]進(jìn)一步，回刻蝕部分所述介質(zhì)層和部分鰭部的工藝為干法刻蝕工藝或是發(fā)刻蝕工藝；所述干法刻蝕工藝的氣體包括氟基氣體和氧基氣體，因此所述干法刻蝕工藝刻蝕介質(zhì)層的速率與刻蝕鰭部的速率之間的刻蝕選擇比較低；所述濕法刻蝕工藝的刻蝕液包括氫氟酸和臭氧，因此所述濕法刻蝕工藝刻蝕介質(zhì)層的速率與刻蝕鰭部的速率之間的刻蝕選擇比較低；所述回刻蝕工藝能夠同時(shí)對(duì)介質(zhì)層和鰭部進(jìn)行刻蝕，從而在減小介質(zhì)層厚度的同時(shí)，刻蝕所述鰭部被裸露出的側(cè)壁，而且，越靠近鰭部頂部的側(cè)壁越早被暴露，則受到刻蝕的時(shí)間越長(zhǎng)，從而能夠使干法刻蝕后的鰭部側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜。
[0078]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括: 提供襯底，所述襯底表面具有掩膜層，所述掩膜層暴露出部分襯底表面； 以所述掩膜層為掩膜，刻蝕部分襯底，在所述襯底內(nèi)形成開口，相鄰開口之間的襯底形成鰭部； 在所述開口內(nèi)形成填充滿所述開口的介質(zhì)層； 采用回刻蝕工藝刻蝕部分所述介質(zhì)層和部分鰭部，使所述介質(zhì)層的表面低于鰭部的頂部表面，并使所述鰭部的側(cè)壁相對(duì)于襯底表面傾斜，且所述鰭部的頂部尺寸小于底部尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在采用回刻蝕工藝刻蝕部分所述介質(zhì)層和部分鰭部之后，所述鰭部側(cè)壁與襯底表面之間的角度為70度?85度。
3.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述回刻蝕部分所述介質(zhì)層和部分鰭部的工藝為干法刻蝕工藝或濕法刻蝕工藝。
4.如權(quán)利要求3所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述干法刻蝕工藝包括:氣體包括氟基氣體和氧基氣體，氣壓為2毫托?200毫托,功率為100瓦?1000瓦，偏置電壓為O伏?500伏。
5.如權(quán)利要求3所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述濕法刻蝕工藝的刻蝕液包括氫氟酸溶液和氧化溶液，所述氧化溶液包括臭氧的水溶液、SPM、雙氧水中的一種或多種組合；其中，在所述氫氟酸溶液回刻介質(zhì)層的同時(shí)，所述氧化溶液對(duì)曝露出的鰭部表面進(jìn)行氧化，所述氫氟酸溶液去除所述被氧化的鰭部表面，從而形成頂部尺寸小于底部尺寸的鰭部。
6.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述掩膜層的形成工藝包括多重圖形化工藝。
7.如權(quán)利要求6所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述多重圖形化工藝包括自對(duì)準(zhǔn)雙重圖形化掩膜工藝、或雙重曝光工藝。
8.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述襯底為體襯底。
9.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述襯底包括半導(dǎo)體基底、以及位于所述半導(dǎo)體基底表面的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層通過(guò)選擇性外延沉積工藝形成于所述基底表面。
10.如權(quán)利要求9所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述鰭部的形成工藝為:以所述掩膜層為掩膜，刻蝕所述半導(dǎo)體層直至暴露出半導(dǎo)體基底為止，在半導(dǎo)體層內(nèi)形成開口，相鄰開口之間的半導(dǎo)體層形成鰭部，所述鰭部位于半導(dǎo)體基底表面。
11.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述介質(zhì)層的形成工藝為:采用沉積工藝在開口內(nèi)以及掩膜層表面形成填充滿開口的介質(zhì)薄膜；采用拋光工藝去除高于掩膜層表面的介質(zhì)薄膜。
12.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，還包括:在采用回刻蝕工藝刻蝕部分所述介質(zhì)層和部分鰭部之后，去除所述掩膜層；在去除所述掩膜層之后，在所述鰭部表面形成柵極結(jié)構(gòu)，所述柵極結(jié)構(gòu)橫跨于所述鰭部的側(cè)壁和頂部表面，所述柵極結(jié)構(gòu)包括:柵介質(zhì)層、位于柵介質(zhì)層表面的柵電極層、以及位于柵介質(zhì)層和柵電極層兩側(cè)的側(cè)壁。
13.如權(quán)利要求12所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述柵介質(zhì)層的材料為氧化硅，所述柵電極層的材料為多晶硅。
14.如權(quán)利要求13所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)的形成方法包括:在所述鰭部的側(cè)壁和頂部表面形成柵介質(zhì)薄膜；在所述柵介質(zhì)薄膜表面形成柵電極薄膜；刻蝕部分柵電極薄膜和柵介質(zhì)薄膜，直至暴露出鰭部的側(cè)壁和頂部表面，形成柵電極層和柵介質(zhì)層；在柵電極層和柵介質(zhì)層兩側(cè)的鰭部側(cè)壁和頂部表面形成側(cè)墻。
15.如權(quán)利要求14所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成側(cè)墻之后，采用離子注入工藝在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)。
16.如權(quán)利要求12所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述柵介質(zhì)層的材料為高K介質(zhì)材料，所述柵電極層的材料為金屬。
17.如權(quán)利要求16所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)的形成方法包括:在所述鰭部的側(cè)壁和頂部表面形成偽柵極薄膜；刻蝕部分偽柵極薄膜，直至暴露出鰭部的側(cè)壁和頂部表面，形成偽柵極層；在偽柵極薄膜兩側(cè)的鰭部側(cè)壁和頂部表面形成側(cè)墻；在介質(zhì)層和鰭部表面形成絕緣層，所述絕緣層的表面與偽柵極層的表面齊平；去除所述偽柵極層，在絕緣層內(nèi)形成溝槽；在所述溝槽內(nèi)形成柵介質(zhì)層；在柵介質(zhì)層表面形成柵電極層。
18.如權(quán)利要求17所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，還包括:在形成側(cè)墻之后，形成絕緣層之前，采用離子注入工藝在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部?jī)?nèi)形成源區(qū)和漏區(qū)。
【文檔編號(hào)】H01L21/336GK104425264SQ201310365614
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】張翼英, 何其暘 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司